JPH0562289B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0562289B2 JPH0562289B2 JP59185143A JP18514384A JPH0562289B2 JP H0562289 B2 JPH0562289 B2 JP H0562289B2 JP 59185143 A JP59185143 A JP 59185143A JP 18514384 A JP18514384 A JP 18514384A JP H0562289 B2 JPH0562289 B2 JP H0562289B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- load
- polarity
- output
- circuit
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、電動機を駆動源とし、材料の引張試
験、圧縮試験、および繰り返し疲労試験等を行う
材料試験機の負荷速度制御装置に関する。
験、圧縮試験、および繰り返し疲労試験等を行う
材料試験機の負荷速度制御装置に関する。
(ロ) 従来技術
材料試験機の荷重負荷動力源に電動機を用いた
場合、その負荷速度の可変範囲は、従来、負荷機
構に可変減速装置を有する場合でおよそ１〜1/10
００００、可変減速装置を用いなければおよそ１〜1/
１０００程度である。
場合、その負荷速度の可変範囲は、従来、負荷機
構に可変減速装置を有する場合でおよそ１〜1/10
００００、可変減速装置を用いなければおよそ１〜1/
１０００程度である。
ところで、材料の引張、圧縮あるいは繰り返し
疲労試験において、高速から極低速までの広範囲
の負荷速度が要求される場合、可変減速機を用い
ない従来装置では速度制御範囲が要求を満足せ
ず、また、可変減速機を用いるとギア等のバツク
ラツシユが存在する為、試験に悪影響を与え、正
確な試験結果を得ることができないという欠点が
あつた。
疲労試験において、高速から極低速までの広範囲
の負荷速度が要求される場合、可変減速機を用い
ない従来装置では速度制御範囲が要求を満足せ
ず、また、可変減速機を用いるとギア等のバツク
ラツシユが存在する為、試験に悪影響を与え、正
確な試験結果を得ることができないという欠点が
あつた。
(ハ) 目的
本発明の目的は、負荷機構に可変減速装置を用
いることなく、高速から極低速までの広範囲の負
荷速度制御を行うことのできる、電動機を負荷駆
動源とする材料試験機の負荷速度制御装置を提供
することにある。
いることなく、高速から極低速までの広範囲の負
荷速度制御を行うことのできる、電動機を負荷駆
動源とする材料試験機の負荷速度制御装置を提供
することにある。
(ニ) 構成
本発明の特徴とするところは、負荷機構の駆動
源に直流サーボモータを用いるとともに、負荷目
標値信号に負荷検出値信号をフイードバツクして
なる誤差信号の絶対値に比例した周波数のパルス
信号を発生する電圧−周波数変換回路と、その電
圧−周波数変換回路の出力を入力とする可変分周
器と、誤差信号の極性を判別する極性判別回路
と、可変分周器出力と極性判別回路出力を入力
し、直流サーボモータを、入力パルス信号の周波
数に応じた回転数で極性判別結果に応じた方向に
回転させるモータ駆動回路を備えたことにある。
源に直流サーボモータを用いるとともに、負荷目
標値信号に負荷検出値信号をフイードバツクして
なる誤差信号の絶対値に比例した周波数のパルス
信号を発生する電圧−周波数変換回路と、その電
圧−周波数変換回路の出力を入力とする可変分周
器と、誤差信号の極性を判別する極性判別回路
と、可変分周器出力と極性判別回路出力を入力
し、直流サーボモータを、入力パルス信号の周波
数に応じた回転数で極性判別結果に応じた方向に
回転させるモータ駆動回路を備えたことにある。
(ホ) 実施例
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明
する。
する。
第１図は本発明実施例の構成を示すブロツク図
で、第２図は本発明実施例により制御される材料
試験機の負荷機構Ｌの構成を示す図である。
で、第２図は本発明実施例により制御される材料
試験機の負荷機構Ｌの構成を示す図である。
第２図において、１は直流サーボモータでその
動力は、プーリ２、ベルト３、プーリ４、ウオー
ム５、ウオームホイール６、およびねじ７を介し
て試験片Ｗに伝達され、可変減速機等を用いず殆
どバツクラツシユの発生しない構造となつてい
る。なお、８はロードセルである。
動力は、プーリ２、ベルト３、プーリ４、ウオー
ム５、ウオームホイール６、およびねじ７を介し
て試験片Ｗに伝達され、可変減速機等を用いず殆
どバツクラツシユの発生しない構造となつてい
る。なお、８はロードセルである。
設定器１０は試験片Ｗに加えるべき荷重の目標
値信号を発生する為のもので、例えば第３図ａ，
ｂに示す如きランプ波や、同図ｃに示す如き繰り
返し三角波等の電圧信号を出力することができ
る。試験片Ｗに作用する荷重は、ロードセル８お
よびロードアンプ１１によつて検出され、その検
出値信号は目標値信号にフイードバツクされてい
る。このフイードバツクにおいて生ずる誤差信号
は、増巾器１２で増巾された後、絶対値回路１３
によつてその極性にかかわらず常に正の直流電圧
信号とされ、Ｖ−ｆコンバータ１４に入力され
る。同時に、誤差信号の極性は極性判別回路１５
によつて判別される。
値信号を発生する為のもので、例えば第３図ａ，
ｂに示す如きランプ波や、同図ｃに示す如き繰り
返し三角波等の電圧信号を出力することができ
る。試験片Ｗに作用する荷重は、ロードセル８お
よびロードアンプ１１によつて検出され、その検
出値信号は目標値信号にフイードバツクされてい
る。このフイードバツクにおいて生ずる誤差信号
は、増巾器１２で増巾された後、絶対値回路１３
によつてその極性にかかわらず常に正の直流電圧
信号とされ、Ｖ−ｆコンバータ１４に入力され
る。同時に、誤差信号の極性は極性判別回路１５
によつて判別される。
Ｖ−ｆコンバータ１４は、入力信号の電圧に比
例した周波数のパルス信号を発生するが、このＶ
−ｆコンバータは約50KHz〜５Hz（１〜10000）
の範囲の周波数のパルス信号を発生することがで
きる。Ｖ−ｆコンバータ１４の出力パルス信号は
次段の可変分周器１６の入力信号となつている。
可変分周器１６、１〜1/10まで分周可能なマルチ
プライヤ３個と、１〜/2まで分周可能なマルチプ
ライヤ１個を、カスケード接続して構成されてお
り、入力パルス周波数に対して１〜1/2000の範囲
で分周することができる。従つて、Ｖ−ｆコンバ
ータ１４および可変分周器１６とにより、誤差信
号から最大１〜1/20000000の周波数範囲のパルス
信号を発生させることができる。
例した周波数のパルス信号を発生するが、このＶ
−ｆコンバータは約50KHz〜５Hz（１〜10000）
の範囲の周波数のパルス信号を発生することがで
きる。Ｖ−ｆコンバータ１４の出力パルス信号は
次段の可変分周器１６の入力信号となつている。
可変分周器１６、１〜1/10まで分周可能なマルチ
プライヤ３個と、１〜/2まで分周可能なマルチプ
ライヤ１個を、カスケード接続して構成されてお
り、入力パルス周波数に対して１〜1/2000の範囲
で分周することができる。従つて、Ｖ−ｆコンバ
ータ１４および可変分周器１６とにより、誤差信
号から最大１〜1/20000000の周波数範囲のパルス
信号を発生させることができる。
可変分周器１６の出力パルス信号と、前述した
極性判別回路１５の出力信号は、直流サーボモー
タ１の駆動回路１７に供給される。駆動回路１７
は、極性判別回路１５の出力信号を正転・逆転指
令信号として、入力パルス周波数に比例した回転
数で直流サーボモータ１を回転駆動させることが
でき、例えばｆ−Ｖコンバータ１７ａとサーボア
ンプ１７ｂによつて構成することができる。
極性判別回路１５の出力信号は、直流サーボモー
タ１の駆動回路１７に供給される。駆動回路１７
は、極性判別回路１５の出力信号を正転・逆転指
令信号として、入力パルス周波数に比例した回転
数で直流サーボモータ１を回転駆動させることが
でき、例えばｆ−Ｖコンバータ１７ａとサーボア
ンプ１７ｂによつて構成することができる。
従つて、直流サーボモータ１の回転数は１〜1/
２０００００００の範囲に亘つて制御可能となり、その
直
流サーボモータ１を駆動源とする負荷機構は、１
〜1/20000000の範囲の負荷速度で制御することが
できる。
２０００００００の範囲に亘つて制御可能となり、その
直
流サーボモータ１を駆動源とする負荷機構は、１
〜1/20000000の範囲の負荷速度で制御することが
できる。
なお、以上の実施例においては、制御量を荷重
とした場合の例を示したが、他の物理量、例えば
振巾や伸びを制御量としても、ロードセル８に替
えて振巾検出器や伸び計を設置することにより、
全く同様の速度制御を行い得ることは勿論であ
る。
とした場合の例を示したが、他の物理量、例えば
振巾や伸びを制御量としても、ロードセル８に替
えて振巾検出器や伸び計を設置することにより、
全く同様の速度制御を行い得ることは勿論であ
る。
(ヘ) 効果
以上説明したように、本発明によれば、目標値
信号に検出値信号をフイードバツクしてなる誤差
信号の電圧に比例するパルス信号を発生し、その
パルス信号を可変分周器によつて任意に分周し、
その可変分周器の出力パルス周波数に比例した回
転数で負荷機構の駆動源たる直流サーボモータを
駆動するよう構成したので、直流サーボモータの
可変速範囲を著しく拡大することができ、負荷機
構内に可変減速装置を用いることなく、例えば１
〜1/20000000の広範囲に亘る負荷速度制御を達成
することができる。これは、試験片の引張（又圧
縮）荷重速度は、例えば350mm／min〜0.00002
mm／min程度の広範囲に制御し得るとともに、繰
り返し疲労試験の繰り返し周波数ではおよそ2.5
Hz〜×10-8Hzの制御を行うことができることを意
味し、材料試験機としての要求を充分に達成し得
るものである。また、可変減速機等の機械的変速
装置を不要とするから、バツクラツシユの影響を
受けることなく、特に、繰り返し疲労試験は常に
正確なデータを得ることができ、その効果は大き
い。
信号に検出値信号をフイードバツクしてなる誤差
信号の電圧に比例するパルス信号を発生し、その
パルス信号を可変分周器によつて任意に分周し、
その可変分周器の出力パルス周波数に比例した回
転数で負荷機構の駆動源たる直流サーボモータを
駆動するよう構成したので、直流サーボモータの
可変速範囲を著しく拡大することができ、負荷機
構内に可変減速装置を用いることなく、例えば１
〜1/20000000の広範囲に亘る負荷速度制御を達成
することができる。これは、試験片の引張（又圧
縮）荷重速度は、例えば350mm／min〜0.00002
mm／min程度の広範囲に制御し得るとともに、繰
り返し疲労試験の繰り返し周波数ではおよそ2.5
Hz〜×10-8Hzの制御を行うことができることを意
味し、材料試験機としての要求を充分に達成し得
るものである。また、可変減速機等の機械的変速
装置を不要とするから、バツクラツシユの影響を
受けることなく、特に、繰り返し疲労試験は常に
正確なデータを得ることができ、その効果は大き
い。
第１図は本発明実施例の構成を示すブロツク
図、第２図は本発明実施例により制御される材料
試験機の負荷機構の構成を示す図である。第３図
ａ，ｂ，ｃはそれぞれ設定器１０の出力波形の例
を示すグラフである。 １……直流サーボモータ、５……ウオーム、６
……ウオームホイール、７……ボールネジ、８…
…ロードセル、１０……設定器、１３……絶対値
回路、１４……Ｖ−ｆコンバータ、１５……極性
判別回路、１６……可変分周器、１７……駆動回
路、１７ａ……ｆ−Ｖコンバータ、１７ｂ……サ
ーボアンプ。
図、第２図は本発明実施例により制御される材料
試験機の負荷機構の構成を示す図である。第３図
ａ，ｂ，ｃはそれぞれ設定器１０の出力波形の例
を示すグラフである。 １……直流サーボモータ、５……ウオーム、６
……ウオームホイール、７……ボールネジ、８…
…ロードセル、１０……設定器、１３……絶対値
回路、１４……Ｖ−ｆコンバータ、１５……極性
判別回路、１６……可変分周器、１７……駆動回
路、１７ａ……ｆ−Ｖコンバータ、１７ｂ……サ
ーボアンプ。
Claims (1)
- １ 直流サーボモータを駆動源とする負荷機構を
有し、被試験体に加えるべき物理量の目標値信号
に、被試験体に作用する上記物理量の検出値信号
をフイードバツクすることにより、上記負荷機構
の駆動制御を行う材料試験機における制御装置で
あつて、上記目標値信号に上記検出値信号をフイ
ードバツクしてなる誤差信号の絶対値に比例した
周波数のパルス信号を発生する電圧−周波数変換
回路と、その電圧−周波数変換回路の出力を入力
とする可変分周器と、上記誤差信号の極性を判別
する極性判別回路と、上記可変分周器出力と上記
極性判別回路出力を入力し、上記直流サーボモー
タを、入力パルス信号の周波数に応じた回転数で
上記極性の判別結果に応じた方向に回転させるモ
ータ駆動回路とを備えたことを特徴とする材料試
験機の負荷速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185143A JPS6162838A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 材料試験機の負荷速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185143A JPS6162838A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 材料試験機の負荷速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162838A JPS6162838A (ja) | 1986-03-31 |
| JPH0562289B2 true JPH0562289B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=16165620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185143A Granted JPS6162838A (ja) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | 材料試験機の負荷速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6162838A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6425888U (ja) * | 1987-07-30 | 1989-02-14 | ||
| JP2605062B2 (ja) * | 1987-10-30 | 1997-04-30 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機 |
| JP3955898B2 (ja) * | 2002-01-22 | 2007-08-08 | 北海道ティー・エル・オー株式会社 | 材料試験機 |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP59185143A patent/JPS6162838A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6162838A (ja) | 1986-03-31 |
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